JPS582624A - 差動形光受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受光素子を使用した差動形光受信回路に関する
ものである。

第１図は従来の光受信回路図である。光信号はホトダイ
オ−・ド１によって電流に変換される。

エミッタを接地したトランジスタ２とコレクタを接地し
たトランジスタ６とを接続し、帰還抵抗４によって帰還
をかけることによって出力電圧Ｖｏは次式で示される値
となる。なお、５Ｆｉ抵抗であり、６は接地抵抗である
。

ＶＯキＩｊｎ　Ｘ　Ｒｆ　＝ＰｉｎＸ　ηＸＲｆ但し、 Ｉｉｎ：入力端子 Ｐｉ　ｎ：人力光電力 Ｒｆ：帰還抵抗４の抵抗値 −Ｑ　：光電変換係数 この回路は人力インピーダンスと出力インピーダンスが
共に低く、定電流源となる受光素子の信号電流を電圧に
効率良く変換することができるので、光電流の電圧変換
回路として一般的に使用される。しかし次のような問題
点をもっている。

第２図は第１図のホトダイオードの等価回路図で、この
受光素子には抵抗ＲＯと接合容量ｃｊをもっているので
、電源ラインに高周波雑音が混入すると入力端に廻り込
み、増幅されて出力となって現われる。特に、データ信
号の受信回路の初段に使用されると、出力は大きな振幅
となり雑音が電源ラインに混入し易くなるという欠点を
もっている。

本発明は上記従来技術の欠点を解消し、電源ラインから
廻り込む雑音を除去することができる差動形九・シｆＩ
ｉ回路を提供することを目的とし、その′＋！ｆ（ｊ’
ｌとするところは、エミッタ接地段にコレクタ接地段を
一接続して帰還をかけた増幅回路を対象的Ｕこ接＃；０
することにより差動増幅回路として１作させ、との差動
増幅回路を制御可能な定電流源で駆動させることにある
。

第６図は本発明の一実施例である差動形光受信回路図で
、ホトダイオード１ａ、　、　ｊ　ｂｓ　　Ｆランラス
タ１１．１２ど、７．１６および８．１７、抵ＬＡＬ１
３．１４と９．１０は対称的に配設されて差動増幅器を
構成している。また、抵抗２２．２３とダイオード１８
からなる部分は、トランジスタ８．１７を定−流源とし
て駆動させるたあの基準−圧を与えるものである。トラ
ンジスタ１５は端イ′　の電圧によって流れる電流が変
化し、トランジスタ１１．１２の駆動電流を決定してい
る。

このような回路は差動回路となっているので、逆相成分
はトランジスタ１１．１２の共通エミッタが等紬的に接
地点となり、エミッタ“妾地度とコレクタ接地段を接続
して帰還をかけた回路と等価であり、第１図の回路と同
様な機能をもっている。

なお、ホトダイオード１ｂには光を入射させないので暗
電流のみが流れ、トランジスタ１２の人力は直流だけと
なるので、出力端子Ｂにはホトダイオード１ａの信号電
流と帰還抵抗１６の積に相当する信号出力が得られる。

一方、出力端子Ｃには出力端子Ｂと同振幅で位相が１８
０￥れた信号が得られる。

トランジスタ１５は定電流源となるためインピーダンス
が高く、この回路は同相成分に対する抑圧効果が太きい
。即ち、従来問題となっていた電流ラインからホトダイ
オードの接合容量を介して廻り込む高周波雑音は同相成
分′となるため抑圧されて出力に出現しにくくなる。

なお、トランジスタ１５のベース電位である端子Ａの電
位によって、トランジスタ１１．１２の電位が変化する
。このことは次式のｇ　ｎｌを低下させることになる。

ｇｍ−−＝　　ＩＥ／２５ ｅ 但し、 Ｑ（、：エミツタ動抵抗 ＋ｆ：：エミノタ電流 −Ｆ−記ｇ　ｌｆ＋は次式で示すトランジスタ１１．１
２のオーゾノルーブゲイノ、Ｇを決定するものである。

ＬＪ二、！ｒｆ＋　ｈ　’ １μし、 バＬ　：負荷抵抗 したかつて１．ｆ「１の低下によって帰還が不十分とな
り、周波数特性が変化する。このことは外部電圧によっ
て周波数特性を制限することができることを意味してい
る。

本実施例の差動形光受信回路は、エミッタ接地段にコレ
クタ接地段を接続して帰還をかけた増幅回路を対称的に
接続すること等により、次の効果が得られる。

（＋）　　市Ｂｆからの雑音の廻り込みを防ぐ効果が大
きい。

（２）各トランジスタを直結できるので集積化し易く、
また、差動形になっているので素子、の性能の差による
影響が小さい。

（３）定電流源となるトランジスタ１５の電流を外部か
ら制御することによって、振幅は一定のままで周波数特
性を変化させることができる。−第４図は第３図の変形
例である差動形光受信回路婢−で、第３図と同じ部分に
は同一符号を付しである。この場合は第３図の回路にト
ランジスタ２４．２５と定電圧源２６を加えたものであ
る。

定電圧源２６の電圧を■、とし端子Ａの電圧をＶＡ抵抗
２０の値をＲ］８！、抵抗９，１ｏの値をＨ−とすると
、トランジスタ１１．１２に流れる電流工ｓは次式で示
される。

Ｉ　Ｃ＝（ＶＡ−ｖＢＥ）／２！ＲＥ したがって、トランジスタ１１．１２のベース電位はほ
ぼ次式で示される値となる。

Ｖ　Ｂ−（Ｖ　ｃ　ｃ−Ｉ’ｅＲｃ　）　−ＶＢ　Ｅ＝
’Ｖ　ｃ　ｃ−ＶＢ　Ｅ−即ち、ＶＡが小さくなるとＶ
Ｂは高くなる。

今、ＶＡ＝ＶＡ、でＶｌをＶＢ＋ＶＢＥ　と選定すると
、Ｖ、ＡがＶＡ、より小さいＶＡ２であるときはトラン
ジ、’（夕２４（７）、Ｖ　Ｂ　Ｅｕ大となシ、トラン
ジスタ２４゜２５はｉ＋Ｌ動状１゛ルとなるので、コレ
クタとエミッタ間のイ／ピ−ダノスは低下し、帰還抵抗
１６を等画面に小さくしたと同様な結果となり帯域が拡
大されるという効果が生じる。また、ＶＡの低下はトラ
ンジスタ１１，１２のｇ　ＩＴＩの低下をもたらし、偶
成は狭くなるという効果をもたらす。したがって、両者
の効咀は打消し合って帯域は一定に保持される。なお、
この時はトランジスタ２４．２５が能動状態となるので
帰還抵抗は等両面に低下し、出ノ月辰動ＶＪ２１＆少す
るので、この回路は帯域を一定Ｃ・こ保ったままで信号
の振幅を制御できることになり、目動利得制御に適した
回路となる。

本実施列の差動形光受信回路は、第６図の場合と同様な
効果ケ得ると共に、自動利得制御に適した回路が侍られ
るという利点をもっている。

本発明の差動形光受信回路は、電源ラインからの廻り込
み雑１°Ｓ（！−除去することかできるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は４ｒｔ来の光受信回路図、第２図は第１図のホ
トダイオードの等価回路図、第６図は本発明の一実施例
である差動形光受信回路図、第４図は第３図の変形例で
ある差動形光受信回路図である。 １　：ホトダイオード、 ７．８．．１１，１２，１５，１６，１７，２４゜２５
＝トランジスタ、 ９．１０，１３，１４．１９〜２３：抵抗、１８：ダイ
オード、 ２６：定電圧源。 １１　図　　　　　　才２　図 ３ＥＪ ７′　４　ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光素子を使用して光信号を電気信号に変換する先受１
   ｍ回路において、エミッタ接地段にコレクタ接地段を接
   続して帰還をかけた増幅回路を対称的に接続することに
   より差動増幅回路として動作させ、この差動増幅回路を
   制御可能な定電流源で駆動させることを特徴とする差動
   形光受信回路。